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材料加工新技术 赵红亮 (教授) 材料与人类文明 材料是现代文明的支柱 材料是人类生存的基础 ( Basis ) 材料是人类发展的标志 ( Mark ) 材料是科技创新的先导 ( Lead ) 材料制备方法 IM(Ingot Metallurgy) 熔铸法 熔(melting)、炼(refining)、铸(casting) ?铸件(castings) ? 机加工(machining)?零件 ?铸坯(ingots)?塑性成形(plastic forming) ?热处理(heat treatment)?机加工?零件 PM(Powder Metallurgy) 粉末冶金法 制粉(powder making)?压型(pressing)?烧结(sintering) SF(Spray Forming) 喷射成型法 材料成型方法 铸造(pour-casting, die-casting) 例如：汽车轮毂（Al、Zn）、活塞（Al）、 手机外壳（Mg）等 塑性成形 (plastic forming) 挤压(extrusion)、轧制(rolling)、拉拔(drawing)、 冲压(punching)、锻造(forging) 焊接（welding) 切削 (cutting) 粉末成型 (powder forming) 复合成型（铸轧、铸挤、锻轧、挤轧等） 近终形连铸的优点 铝合金哈兹列特连铸连轧工艺 一:工艺背景 二:国内外研究现状及发展趋势 哈兹列特工艺特点 哈兹列特工艺研究现状及发展趋势 车身板研究现状及发展趋势 一:工艺背景 铝加工工业的发展,铝材市场需求增大.产能产量迅猛增加.产业结构性矛盾突出.节能降耗形式严峻. 哈兹列特工艺.节能、减排，有利于可持续发展 .加快我国铝加工业的技术进步和产业结构升级。 车身铝合金化,减轻汽车自重.提高燃油效率,减少污染.有利于缓解能源,环保,安全三大问题. 降低成本.提高性能. 利用高效节能新技术哈兹列特连铸连轧工艺,通过优化成分,热处理退火轧制工艺,研究开发低成本高性能的铝合金车身板生产工艺. 达到节能降耗、降低成本、提高板材质量、缩短交货期、提高产品竞争力的目的。 二.国内外研究现状及发展趋势 2.1.哈兹列特工艺特点 2.2.哈兹列特研究现状及发展趋势 2.3.车身板研究现状及发展趋势 2.1.哈兹列特工艺特点 1.铝板带坯主要生产工艺 直冷铸锭热轧工艺 双辊连续铸轧工艺 哈兹列特连铸连轧工艺 优点:热轧产品深加工性能好,可轧制各系铝合金,其最先进的方式是热连轧. 缺点:投资大. 高能耗,高排放. 流程短,能耗低. 我国国内的铝板带双辊连续铸轧机基本上只能用于纯铝和3000系铸轧板的生产，已经满足不了国内日益增长的对多种铝合金板带箔产品的需求 常规铸轧板带组织不均匀,深加工性能差,主要用于铝箔毛料,和散热片毛料和对深加工性能要求不高的部分薄板. 哈兹列特铸造机后接3机架的热连轧机.省去了铸锭锯切,铣面,加热或均热等工序 .生产率高.明显节能降耗. 生产线布局简单.投资少,能耗低,产品成本低. 2.哈兹列特工艺优势 高产率 节能降耗 减排环保 生产合金产品范围宽 国外已得到广泛应用 工艺参数的比较 惰性气体保护: 控制氧化.控制热传输速度.它可以根据Agema扫描系统显示的结果,在钢带宽度方向上改变气体的配方和用量有选择地对冷却速度进行区域性调节. 磁力支撑辊: 在钢带的各支撑轴上套上磁力环,采用Nd-Fe-B为主的强磁性材料做磁体以磁化与钢带相接触的翅片,这种磁体不必与钢带紧密贴合便可将钢带紧紧吸靠在支撑辊上,从而可控制钢带与铝水大面积接触时的热变形. 钢带的感应预加热 1.防止钢带进入模腔时发生的冷箍及弯曲和热变形 2.干燥钢带表面的水汽.感应预加热到150°C可很方便地赶掉夹带在钢带表面和永久性涂层中的水汽. ESPTM涂层:采用永久性Matric涂层,基本采用陶瓷物质,用火焰或等粒子喷涂在钢带表面.根据不同合金固化条件的需要,通过改变涂层厚度,粗糙度,多孔性及化学组分可获得所需的公称固化速率.从而获取合金坯的最佳表面质量. 正在试产的合金预示哈兹列特工艺未来商业生产方向以及巨大的市场潜力和社会效应.诸多实践已证明,哈兹列特工艺已能生产含镁较高(4.5%)的合金和含铜较高的AA2024合金. 4.车身板研究现状及发展趋势 最常用的汽车用铝合金有2xxx,5xxx和6xxx系合金,这些合金板材通常采用铸锭热轧法生产 ,成本高. 6xxx系Al-Mg-Si合